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K8s集群中的DNS服务CoreDNS实战案例详解

2025-06-01 08:11:38 作者：huangSir-devops

在 Kubernetes（K8s）中,DNS 服务是实现服务发现和 Pod 通信的核心组件之一,用于解决集群内资源通过域名而非 IP 地址进行访问的需求,本文将详细解析 K8s DNS 服务的原理、组件、配置及应用场景,感兴趣的朋友一起看看吧

概述

官网文档：https://kubernetes.io/zh-cn/docs/concepts/services-networking/dns-pod-service/

在 Kubernetes（K8s）中，DNS 服务是实现服务发现和 Pod 通信的核心组件之一，用于解决集群内资源通过域名而非 IP 地址进行访问的需求。本文将详细解析 K8s DNS 服务的原理、组件、配置及应用场景。

K8s DNS的作用

服务发现

允许 Pod 通过服务名称（Service Name）而非动态变化的 IP 地址访问其他服务，简化网络配置。
支持跨命名空间（Namespace）的服务访问，通过域名后缀区分不同作用域。

Pod 通信

每个 Pod 自动获取 DNS 配置，可直接通过主机名（Hostname）或服务名进行通信。

解耦服务依赖

服务的 IP 地址变更时，DNS 会自动更新解析结果，避免手动维护 IP 列表。

核心组件：CoreDNS（替代传统 kube-dns）

K8s 早期使用kube-dns作为 DNS 服务器，目前默认采用CoreDNS，因其更轻量、灵活且支持插件机制。

CoreDNS的安装

如果使用kubeadm部署集群，CoreDNS 会自动部署在kube-system命名空间下，如果需要进行部署，可以使用下面的文件：

kubectl apply -f https://github.com/kubernetes/kubernetes/blob/master/cluster/addons/dns/coredns/coredns.yaml.base

部署CoreDNS通常包含

StatefulSet/Deployment：定义 CoreDNS Pod 副本。

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: coredns
  namespace: kube-system
spec:
  replicas: 2  # 默认2个副本，确保高可用
  selector:
    matchLabels:
      k8s-app: kube-dns  # 历史遗留标签，兼容旧版kube-dns
  template:
    metadata:
      labels:
        k8s-app: kube-dns
    spec:
      containers:
      - name: coredns
        image: coredns/coredns:v1.10.1  # CoreDNS版本
        args: [ "-conf", "/etc/coredns/Corefile" ]
        ports:
        - containerPort: 53
          name: dns
          protocol: UDP
        - containerPort: 53
          name: dns-tcp
          protocol: TCP
        volumeMounts:
        - name: config-volume
          mountPath: /etc/coredns
      volumes:
      - name: config-volume
        configMap:
          name: coredns
          items:
          - key: Corefile
            path: Corefile

Service：暴露 CoreDNS 服务，供集群内 Pod 访问（默认 IP 为10.96.0.10）。

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: kube-dns
  namespace: kube-system
spec:
  selector:
    k8s-app: kube-dns
  clusterIP: 10.96.0.10  # 默认集群IP，Pod的nameserver配置指向此IP
  ports:
  - name: dns
    port: 53
    protocol: UDP
  - name: dns-tcp
    port: 53
    protocol: TCP

ConfigMap：存储 Corefile 配置。

.:53 {                              #表示监听所有接口的 53 端口（DNS 标准端口）。
    errors                          # 记录错误日志
    health {
        lameduck 5s                 # 健康检查，延迟5秒标记不健康
    }
    ready                           # 提供 readiness 探针端点（/ready），指示 CoreDNS 是否准备好处理请求
    kubernetes cluster.local in-addr.arpa ip6.arpa {
        fallthrough in-addr.arpa ip6.arpa  # 未匹配到K8s服务时，透传给下一个插件
        ttl 30                        # DNS记录的TTL时间
    }
    prometheus :9153                # 暴露Prometheus监控指标
    forward . /etc/resolv.conf      # 转发外部域名查询到宿主机的DNS服务器
    cache 30                        # 缓存查询结果30秒
    loop                            # 检测配置循环引用
    reload                          # 自动重新加载配置变更
    loadbalance                     # 对A/AAAA记录进行负载均衡
}

CoreDNS的组成

CoreDNS Pod：运行 CoreDNS 服务，监听 DNS 请求（默认端口 53）。

[root@master ~]# kubectl get po -o wide -n kube-system
NAME                             READY   STATUS    RESTARTS        AGE   IP                NODE     NOMINATED NODE   READINESS GATES
coredns-787d4945fb-jb4t9         1/1     Running   1 (2d23h ago)   9d    100.117.144.135   node01   <none>           <none>
coredns-787d4945fb-z47x7         1/1     Running   1 (2d23h ago)   9d    100.117.144.138   node01   <none>           <none>

Service 资源：为 CoreDNS Pod 暴露集群内部服务，名称为kube-dns（或coredns，取决于部署方式），IP 通常为10.96.0.10（集群 IP 范围）。

[root@master ~]# kubectl get svc -n kube-system
NAME       TYPE        CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP   PORT(S)                  AGE
kube-dns   ClusterIP   10.96.0.10   <none>        53/UDP,53/TCP,9153/TCP   9d
[root@master ~]# kubectl describe svc kube-dns -n kube-system
Name:              kube-dns
Namespace:         kube-system
Labels:            k8s-app=kube-dns
                   kubernetes.io/cluster-service=true
                   kubernetes.io/name=CoreDNS
Annotations:       prometheus.io/port: 9153
                   prometheus.io/scrape: true
Selector:          k8s-app=kube-dns
Type:              ClusterIP
IP Family Policy:  SingleStack
IP Families:       IPv4
IP:                10.96.0.10
IPs:               10.96.0.10
Port:              dns  53/UDP
TargetPort:        53/UDP
Endpoints:         100.117.144.135:53,100.117.144.138:53
Port:              dns-tcp  53/TCP
TargetPort:        53/TCP
Endpoints:         100.117.144.135:53,100.117.144.138:53
Port:              metrics  9153/TCP
TargetPort:        9153/TCP
Endpoints:         100.117.144.135:9153,100.117.144.138:9153
Session Affinity:  None
Events:            <none>

ConfigMap 配置：通过 ConfigMap 定义 CoreDNS 的解析规则和插件。

[root@master ~]# kubectl describe cm coredns -n kube-system
Name:         coredns
Namespace:    kube-system
Labels:       <none>
Annotations:  <none>
Data
====
Corefile:
----
.:53 {
    errors
    health {
       lameduck 5s
    }
    ready
    kubernetes cluster.local in-addr.arpa ip6.arpa {
       pods insecure
       fallthrough in-addr.arpa ip6.arpa
       ttl 30
    }
    prometheus :9153
    forward . /etc/resolv.conf {
       max_concurrent 1000
    }
    cache 30
    loop
    reload
    loadbalance
}
BinaryData
====
Events:  <none>

CoreDNS域名解析规则

K8s集群中Pod之间通过域名互相访问需要遵守特定的规则，规则如下

<service-name>.<namespace>.svc.<cluster-domain>

service-name：表示service的名称
namespace：service所在的命名空间
cluster-domain：集群的域名，默认为cluster.local

cluster-domain从哪儿获取？

[root@master ~]# grep clusterDomain /var/lib/kubelet/config.yaml 
clusterDomain: cluster.local

CoreDNS实战案例

验证同一个命名空间下的CoreDNS访问

创建两个Pod和Service

## 第一个Pod和 Service
[root@master ~/coredns]# cat test-1.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: dns-target-pod
  labels:
    app: dns-test
spec:
  containers:
  - name: busybox
    image: busybox
    command: ["sh", "-c", "while true; do sleep 3600; done"]
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: dns-target-service
spec:
  type: ClusterIP
  selector:
    app: dns-test
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 80
    targetPort: 80
[root@master ~/coredns]# kubectl apply -f test-1.yaml
pod/dns-target-pod unchanged
service/dns-target-service created
# 第二个Pod和Service
[root@master ~/coredns]# cat test-2.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: dns-source-pod
  labels:
    app: dns-source-test
spec:
  containers:
  - name: busybox
    image: busybox
    command: ["sh", "-c", "while true; do sleep 3600; done"]
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: dns-source-service
spec:
  type: ClusterIP
  selector:
    app: dns-source-test
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 80
    targetPort: 80
[root@master ~/coredns]# kubectl apply -f test-2.yaml
pod/dns-source-pod created
service/dns-source-service created
# 检查一下
[root@master ~/coredns]# kubectl get po,svc
NAME                 READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod/dns-source-pod   1/1     Running   0          111s
pod/dns-target-pod   1/1     Running   0          8s
NAME                         TYPE        CLUSTER-IP    EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
service/dns-source-service   ClusterIP   10.96.0.192   <none>        80/TCP    81s
service/dns-target-service   ClusterIP   10.96.3.51    <none>        80/TCP    3m56s

验证DNS

[root@master ~/coredns]# kubectl exec -it pod/dns-source-pod -- sh
/ # nslookup dns-target-service.default.svc.cluster.local
Server:         10.96.0.10
Address:        10.96.0.10:53
Name:   dns-target-service.default.svc.cluster.local
Address: 10.96.3.51

验证在不同命名空间下的DNS访问

示例：

# 创建一个新的命名空间
[root@master ~/coredns]# kubectl create ns coredns
namespace/coredns created
[root@master ~/coredns]# kubectl get ns coredns
NAME      STATUS   AGE
coredns   Active   15s

创建Pod和Service进行验证

[root@master ~/coredns]# cat test-3.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: dns-coredns-pod
  namespace: coredns
  labels:
    app: dns-coredns-test
spec:
  containers:
  - name: busybox
    image: busybox
    command: ["sh", "-c", "while true; do sleep 3600; done"]
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: dns-coredns-service
  namespace: coredns
spec:
  type: ClusterIP
  selector:
    app: dns-coredns-test
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 80
    targetPort: 80
[root@master ~/coredns]# kubectl apply -f test3.yaml
pod/dns-coredns-pod created
service/dns-coredns-service created
[root@master ~]# kubectl get all -n coredns
NAME                  READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod/dns-coredns-pod   1/1     Running   0          4m36s
NAME                          TYPE        CLUSTER-IP    EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
service/dns-coredns-service   ClusterIP   10.96.0.119   <none>        80/TCP    4m36s

进行验证

[root@master ~/coredns]# kubectl exec -it dns-target-pod -- sh
/ # nslookup dns-coredns-service.coredns.svc.cluster.local
Server:         10.96.0.10
Address:        10.96.0.10:53
Name:   dns-coredns-service.coredns.svc.cluster.local
Address: 10.96.0.119

到此这篇关于K8s集群中的DNS服务（CoreDNS）详解的文章就介绍到这了,更多相关K8s DNS服务CoreDNS内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！

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